CA1085883A

CA1085883A - Weighing device

Info

Publication number: CA1085883A
Application number: CA260,308A
Authority: CA
Inventors: Jean H. Lagneau
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-10-03
Filing date: 1976-09-01
Publication date: 1980-09-16
Also published as: GB1509140A; IT1073414B; NL7610881A; BE846882A; JPS5284772A; DE2644463A1; BR7606465A; FR2326692B1; US4084651A; LU75921A1; ES452006A1; FR2326692A1

Abstract

Dispositif de pesage du genre de ceux dans lesquels la charge à mesurer est appliquée à un pot de compression hydraulique, caractérisé en ce que la pression engendrée par la charge est équilibrée par celle d'une colonne de liquide de forte densité, le dit liquide étant déplacé sous l'effet de la pression due à la charge.Weighing device of the kind in which the load to be measured is applied to a hydraulic compression pot, characterized in that the pressure generated by the load is balanced by that of a column of liquid of high density, said liquid being moved under the effect of pressure due to the load.

Description

` ~85~3 La presente invention est rela-tive à un dispositif de pesage.
On conna~t déjà un dispositif de pesage dans lequel la charge à mesurer est appliquée sur le piston d'un cylindre de grand diamètre, ou pot de compression, communiquant avec un cylindre de petit diamètre obturé par un piston aont le deplace-ment, sous l'ef~et de la pression, engendre une force propor-tionnelle audit deplacement. On connait aussi un dispositif dans lequel chaque pot communique avec un petit cylindre, les n tiges de piston desdits petits cylindres, correspondant à n pots, - étant reunis mecaniquement par un organe de liaison.
L'experience a montre que, malgre le soin apporte à la ;
realisation, les frottements engendres par le déplacement des pistons des petits cylindres rendent très aléatoire la mesure, lesdits frottements provoquant des erreurs de pesée dont le pourcentage est trop élevé pour être compatible avec la regle-mentation en vigueur.
La présente invention qui remédie à ces inconvénients est remarquable en ce que la pression, due à l'application sur - 20 un pot de la charge à mesurer, est transmise hydrauliquement à
un liquide de forte densite qui est deplacé dans un tube ver-ti-cal, ladite pression etant équilibrée par celle due à la masse de liquide deplacée.
Des lor9, on comprend qu'il suffise de peser la masse de liquide déplacée pour obtënir, à un facteur de proportionna-lité près, le poids de la charge a mesurer. Il y a lieu de noter que, dans ce dispositif, les seuls frot-tements possibles résultent du d~placement des fluides dans les canalisations et dans le tube vertical mais qu'ils sont parfaitement négligeables.
A cet effet, le present demandeur revendique un dis-positif de pesage pour mesurer le poids d'une charge, dispositif qui comporte: un pot de compression sur lequel on place la :113 ! ~ -- 1 -- , . ,. ~

~(385883 charge a mesurer; un réservoir contenant un premier liquide;
un tube vertlcal a section constan-te débouchant, a son extre-mite superieure, a l'air libre; des premiers moyens permettant de relier le tube par son extremite inferieure a la base du reservoir pour permettre l'ecoulement du premier liquide; et une canalisation, parcourue par un second liquide, reliant le pot de compression et le reservoir, canalisation destinee à
permettre au second liquide de transmet-tre aon déplacement au premier liquide lorsque la charge à mesurer est appliquee sur le pot de compressi.on. Enfin, l'invent.ion prevoit des deuxièmes moyens qui permettent de peser la quantité déplacée du premier .
liquideO
D'autres caractéristiques apparaitront mieux par la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexes a titre d'exemple indicatif sur lesquels:
La Eigure 1 est une vue schematique montrant le dis-positiE de l'invention;
la ~igure 2 est une vue en coupe verticale d'un pot de compression;
la figure 3 est une vue schématique en perspective d'une installation de pesaye compl~te. ... ~

'' ;

`

~ n se reportant à la figure 1 on voit que 1 est un pot de compression sur lequel est appliquée la charge Q à mesurer.
Dans un mode de réalisatio~ pré~éré, ce pot est constitué
par une embase 2 sur laquelle repose une membrane 3, élasti~ue-ment déformable~ maintenue sur la dite embase par une pla~ue 4, ou piston.
~ u-dessus de la plaque 4 est disposé un plateau 5~ en ~orme de cloche, dont la périphérie est re~due solidaire de la membra-ne 3.
~ 'espaoe 6, ménagé entre la pla~ue 4 et la ~ace interne du plateau 5~ est rempli d'huile et communique, par l'entremise d'une canalisation 7, avec un réservoir 8 contenant un liquide de forte densité tel ~ue du mercure.
La partie inférieure du réservoir 8 communigue, par l'en-tremise d~une canalisation 9, souple, avec un tube vertical 10, à section rigoureusement constante, débouchant à l'air libre à
sa partie sup~rieureO
Le réservoir 8 présente à sa partie supérieure un orifice 11, de remplissage, permet-tant l'introduction du mercure dans le réservoir, puis celle de l'huile. Sur la figure 1 le niveau de séparation des deux liquides e~t indi~ué en ~
Après a~oir déversé une certaine ~uantité de mercure dans le réser~oir 8 le ni~eau de ce dernier s'établit dans le dit .~ .
réservoir et dans le tube 10 selon un plan horiæontal référencé
12 sur la figure 1.
~ e pot prése~te un orifice de pur~e 1~ permettant d'éliminer 1'air contenu dan~ la aanalisatio~ 7 durant l~ remplissage de cette dernière et du dit pot~ ~'ori~ice 13 et celui 11 sont refermés après le remplissage.
Dès lors, si on place une charge ~ sur le plateau 5 une pression P se crée dans la cavité 6 et est intégralement trans-mi~e au mercure, dont le niveau baisse dans le ré~er~oir, tandis qu'il s'élève dans le tube 10 jusqu'~ atteindre par exemple la hauteur h au-dessus du ni~eau d'équilibre à vide 12 précité.
~ a pression P~ due à la char~e, est donc équilibrée par celle due à la colon~e de mercure de hauteur h. Si s est la section du tube 10, et _ la densité du mercure on a :
P = s.h.d~ = h.d :

." .
. . . ,'' ' 5~3 Si S est la surface de la plaque 4 on a l'~galité ~ = h.d ou Q = h.S.d. S
S et d étant des constantes, on voit ~ue la mesure de la charge ~ peut se ramener à une simple mesure de longueur :
celle de la hauteur h.
; Cependant, pour des raison~ ~ui se comprendront mieux plus loin, on préfère peser la hauteur de la colonne h de mercure qui est égale, à un ~acteur de proportion~alité près, au poids de la charge ~D
Ce facteur de proportionnalité peut être fixé de façon arbitraire uniquement par le choix du diamètre du tube 10.
On conçoit que la hauteur du tube 10 doit etre limitée et ` si H mesure la hauteur maximale, la pression maxîmale d'équili~
; bre sera é~ale à H. d. Connaissant cette valeur il est alors possible de déterminer le diamètre à donner à la plaque 4 pour que cette pression soit atteinte lorsque la charge maximale est appliquée au plateau 5.
Si cette charge ~ est de l'ordre de la tonne-force, par exemple, il sera raiso~nable de déplacer une masse de mercure de l'ordre de l'hectogramme soit un rapport n de l'ordre de "' 1 . :
_ . .
10.000 Pour contenir dans le tube 10 une masse de mercure de 100 grammes-force il sera donc n~cessaire de donner à ce dernier une section s 2 Qm ; n.X.d Il faut noter que s ne dépend ~ue de la ~aleur du rapport n choisi.
Pour des charges impor~antes, et si on ne ~eut pas augmen-ter exagérément la section de la plaque 4 il est nécessaire d'utiliser des tubes 10 très longs ce qui n'est pas concevable.
C'est pourquoi l'invention prévoit d'utiliser plusieurs pots, correspondant chacun à un tube 10, la pression due à la charge ~ étant répartie sur les dits pots par l'entremise d'un tablier 14 ~omme montré sur la ~igure 3~ ~a mesure du poids de la charge ~ s'e~ectue en additionnant les poids des différentes masses de mercure déplacées dans les tubes 10 et en mul~ipliant le résultat par nO

'i, "
, .

S~3 Un mo~en pratique pour effectuer cette pesée consiste à
accrocher tous les tubes 10, par l'entremise d'un organe de liaison 15, au point d'application de la force d'une balance romaine.
Dans l'exemple représenté,le fléau 16 de cette balance est constitué par un cadre présentant des bras parallèles 17, gra-dués, sur chacun des~uels peut être déplacé un poids 18 étalonné.
~ orsqulaucune charge n'est appli~uée sur les pots, il est nécessaire d'é~uilibrer le poids des tubes à l'aide d'u~e tare 19 pouvant être déplacée sur un bras 17' pour maintenir le fléau horizontalement.
~ orsqu'on pose le tablier sur les pots, une pression se crée, le mercure monte dans les tubes et l'é~uilibre est rompu ;
il est alors ~écessaire a ~ équilibrer à nouveau le fléau en dé-pla~ant la tare 190 Cette opération étant réalisée, un nouvel éguilibre s'établit et il est alors possible d'e~:Eectuer les pesées.
Sur les conduits 7 sont interposées des électrovannes 20 permettant d'isoler les pots, notamment, durant la mise en place de la charge.
Par ailleurs, des contacts manométriques 21 permettent de ~ermer les électrovannes 20 si la charge est trop importante.
Ces contacts manométriques sont réglés de ~açon à entxer en action dès que la pression dans le conduit 7 correspondant excède la valeur E.d. `~ 85 ~ 3 The present invention relates to a device weighing.
We already know a weighing device in which the load to be measured is applied to the piston of a cylinder large diameter, or compression pot, communicating with a small diameter cylinder closed by a piston which moves it ment, under ef ~ and pressure, generates a propor-travel audit. We also know a device in which each pot communicates with a small cylinder, the n piston rods of said small cylinders, corresponding to n pots, - being joined mechanically by a liaison body.
Experience has shown that, despite the care given to it;
realization, the friction generated by the displacement of pistons of small cylinders make the measurement very random, said friction causing weighing errors, the percentage is too high to be compatible with the rule-statement in force.
The present invention which overcomes these drawbacks is remarkable in that the pressure, due to the application to - 20 a pot of the load to be measured, is transmitted hydraulically to a liquid of high density which is moved in a tube ver-ti-cal, said pressure being balanced by that due to mass of displaced liquid.
Lor9, we understand that it suffices to weigh the mass of liquid displaced to obtain, at a proportional factor close, the weight of the load to be measured. There is reason to note that, in this device, the only possible friction result from the displacement of fluids in the pipes and in the vertical tube but that they are perfectly negligible.
To this end, the present applicant claims a weighing positive to measure the weight of a load, device which includes: a compression pot on which the : 113! ~ - 1 -, . ,. ~

~ (385883 load to be measured; a reservoir containing a first liquid;
a vertlcal tube with constant section opening out, at its end upper moth, in the open air; first means allowing to connect the tube by its lower end to the base of the reservoir to allow the flow of the first liquid; and a pipe, traversed by a second liquid, connecting the compression pot and reservoir, pipe for allow the second liquid to transmit to the displacement first liquid when the load to be measured is applied to the compression pot. Finally, the invent.ion provides for second means for weighing the displaced quantity of the first.
liquidO
Other characteristics will appear better by the description which follows made with reference to the drawings appendices by way of indicative example on which:
Figure 1 is a schematic view showing the dis-positiE of the invention;
the ~ igure 2 is a vertical sectional view of a pot compression;
Figure 3 is a schematic perspective view of a complete pesaye installation. ... ~

'' ;

``

~ n referring to Figure 1 we see that 1 is a pot of compression to which the load Q to be measured is applied.
In an embodiment ~ pre ~ erated, this pot is made by a base 2 on which rests a membrane 3, elastic ~ ue-deformable ment ~ maintained on said base by a pla ~ eu 4, or piston.
~ u above the plate 4 is arranged a plate 5 ~ in ~ elm bell, whose periphery is re ~ due integral with the membra-ne 3.
~ 'espaoe 6, formed between the pla ~ eu 4 and the ~ internal ace of 5 ~ tray is filled with oil and communicates through a pipe 7, with a reservoir 8 containing a liquid high density such as mercury.
The lower part of the reservoir 8 communicates, through the screen of a flexible pipe 9 with a vertical tube 10, with a strictly constant section, opening into the open air at its upper part O
The reservoir 8 has at its upper part an orifice 11, filling, so that the introduction of mercury into the then the oil tank. In Figure 1 the level of separation of the two liquids e ~ t indi ~ ué en ~
After having spilled a certain amount of mercury into the reser ~ oir 8 the ni ~ water of the latter is established in the said . ~.
tank and in the tube 10 according to a horizontal plane referenced 12 in Figure 1.
~ e pot presents ~ te a pure orifice ~ e 1 ~ to eliminate The air contained in the aanalisatio ~ 7 during the filling of the latter and said pot ~ ~ 'ori ~ ice 13 and that 11 are closed after filling.
Therefore, if we place a load ~ on the plate 5 a pressure P is created in cavity 6 and is fully trans-mi ~ e to mercury, the level of which drops in the re ~ er ~ oir, while that it rises in the tube 10 until it reaches for example the height h above ni ~ vacuum equilibrium water 12 above.
~ at pressure P ~ due to the tank ~ e, is therefore balanced by that due to the colon ~ e of mercury of height h. If s is there section of tube 10, and _ the density of mercury we have:
P = shd ~ = hd :

. ".
. . . , ''' 5 ~ 3 If S is the surface of the plate 4 we have the ~ equality ~ = hd or Q = hSd S
S and d being constants, we see ~ ue the measure of load ~ can be reduced to a simple length measurement:
the height h.
; However, for reasons ~ ~ who will understand each other better far, we prefer to weigh the height of the column h of mercury which is equal, to an actor of proportion ~ bedridden near, to the weight load ~ D
This proportionality factor can be set so arbitrary only by the choice of the diameter of the tube 10.
It is understood that the height of the tube 10 must be limited and `if H measures the maximum height, the maximum pressure of equili ~
; bre will be e ~ ale to H. d. Knowing this value it is then possible to determine the diameter to give to plate 4 for this pressure is reached when the maximum load is applied to the plate 5.
If this load ~ is of the order of the ton-force, by example, it will be reasonable to move a mass of mercury of the order of the hectogram or a ratio n of the order of "'1:
_. .
10,000 To contain in the tube 10 a mass of mercury of 100 gram-force it will therefore be necessary to give the latter a section s 2 Qm ; nXd Note that s does not depend on the value of the report.
n chosen.
For significant charges, and if we did not increase overly cross section of plate 4 it is necessary to use very long tubes 10 which is not conceivable.
This is why the invention provides for using several pots, each corresponding to a tube 10, the pressure due to the load ~ being distributed over the said pots through a apron 14 ~ as shown in ~ igure 3 ~ ~ a measure of the weight of the charge ~ is carried out by adding the weights of the different masses of mercury displaced in tubes 10 and in mul ~ ipliant the result by nO

'i, "
,.

S ~ 3 A mo ~ in practice to carry out this weighing consists in hang all the tubes 10, by means of a link 15, at the point of application of the force of a balance Roman.
In the example shown, the flail 16 of this balance is consisting of a frame with parallel arms 17, gra-dués, on each of ~ uels can be moved a weight 18 calibrated.
~ when no load is applied on the pots, it is necessary to balance the weight of the tubes using a tare 19 can be moved on an arm 17 'to maintain the flail horizontally.
~ when the apron is placed on the pots, there is pressure creates, the mercury rises in the tubes and the equilibrium is broken;
it is then ~ necessary to ~ again balance the flail in dice-pla ~ ant the tare 190 This operation being carried out, a new equilibrium is established and it is then possible to e ~: Perform the weighings.
Solenoid valves 20 are interposed on the conduits 7 to isolate the pots, in particular, during the placement of the load.
Furthermore, pressure contacts 21 make it possible to ~ close the solenoid valves 20 if the load is too high.
These pressure contacts are adjusted from ~ açon to be set in action as soon as the pressure in the corresponding duct 7 exceeds Ed value

Claims

The embodiments of the invention, about which a exclusive right of property or privilege is claimed, are defined as follows:

1. Weighing device to measure the weight of a charge, comprising:
- a compression pot on which the load is placed measure;
- a reservoir containing a first liquid;
- a vertical tube with constant section emerging, at its upper end, in the open air:
- first means connecting the base of the tank to the lower end of the vertical tube, these first means being intended for flow, between the reservoir and the tube, said first liquid;
- a pipeline, traversed by a second liquid connecting the compression pot and the tank and intended for allow the second liquid to transmit its displacement to the first liquid When the load to be measured is applied to the compression pot, and - second means for weighing the quantity moved from the first liquid.

2. The device of claim 1, wherein the means which connect the reservoir and the tube comprise a con soft pick.

3. The device of claims 1 or 2, in which the second means consist of a Roman balance at flail to which the tube is attached.

4. The device of claims 1 or 2, in which the first liquid is mercury.

5. Weighing device to measure the weight of a load, comprising: several compression jars on which rests an apron intended to receive the load to be measured, and for each pot:.
a reservoir containing a first liquid;
- a vertical tube with constant section emerging, at its upper end, in the open air, - first means connecting the base of the tank to the lower end of the vertical tube, these first means being intended for flow, between the reservoir and the tube, said first liquid;
- a pipe, traversed by a second liquid, connecting the compression pot and the tank is intended for allow the second liquid to transmit its displacement to the first liquid when the load to be measured is applied to the compression pot, and - second means for weighing the quantity moved from the first liquid.

6. The device of claim 5, wherein the means which connect the reservoir and the tube comprise a con-soft pick.

7. Device according to claims 5 or 6, wherein the second means consist of a Roman balance at flail to which the tube is attached.

8. Device according to claims 5 or 6, wherein the first liquid is mercury.